Atmosfera della terra
Atmosfera - un guscio gassoso di un corpo celeste tenuto vicino ad esso dalla gravità.
L'atmosfera terrestre contiene ossigeno utilizzatola maggior parte degli organismi viventi per la respirazione e l'anidride carbonica consumata dalle piante e dai cianobatteri durante la fotosintesi. L'atmosfera è anche lo strato protettivo del pianeta, proteggendo i suoi abitanti dalle radiazioni solari ultraviolette e dai meteoriti.
Tutti i corpi massicci, i giganti gassosi e la maggior parte dei pianeti terrestri del Sistema Solare, ad eccezione di Mercurio, hanno un'atmosfera.
- Confini dell'atmosfera
L'atmosfera è considerata quella zona intornoTerra, in cui il mezzo gassoso ruota con la Terra nel suo insieme. Passa gradualmente nello spazio interplanetario, nell'esosfera, a partire da un'altitudine di 500-1000 km dalla superficie terrestre.
Secondo la definizione proposta dall'InternazionaleFederazione dell'Aviazione, il confine dell'atmosfera e dello spazio è tracciato lungo la linea Karman, situata ad un'altitudine di 100 km, al di sopra della quale i voli aerei diventano completamente impossibili.
La NASA utilizza il segno di 122 km (400.000 piedi) come confine dell'atmosfera, dove le navette sono passate dalle manovre a motore alle manovre aerodinamiche.
- Composizione
L'atmosfera terrestre è il risultato di dueprocessi: evaporazione della sostanza dei corpi cosmici quando cadono sulla Terra e rilascio di gas durante le eruzioni vulcaniche (degassamento del mantello terrestre). Con il rilascio degli oceani e l'emergere della biosfera, l'atmosfera è cambiata a causa dello scambio di gas con acqua, piante, animali e dei loro prodotti di decomposizione nei suoli e nelle paludi.
Attualmente l'atmosfera terrestre è costituita principalmente da gas e varie impurità (polvere, goccioline d'acqua, cristalli di ghiaccio, sali marini, prodotti della combustione).
La storia della formazione dell'atmosfera
Secondo la teoria più comune,L'atmosfera terrestre ha avuto tre diverse composizioni nel corso della sua storia. Inizialmente consisteva di gas leggeri (idrogeno ed elio) catturati dallo spazio interplanetario. Questo è il cosiddettoatmosfera primaria.
Nella fase successiva, l'attività vulcanica attiva ha portato alla saturazione dell'atmosfera con gas diversi dall'idrogeno (anidride carbonica, ammoniaca, vapore acqueo). Ecco come si è formatoatmosfera secondaria... L'atmosfera era ristoratrice. Inoltre, il processo di formazione dell'atmosfera è stato determinato dai seguenti fattori:
- fuoriuscita di gas leggeri (idrogeno ed elio) nello spazio interplanetario;
- reazioni chimiche nell'atmosfera sotto l'influenza di radiazioni ultraviolette, scariche di fulmini e alcuni altri fattori.
A poco a poco questi fattori portarono alla formazioneatmosfera terziaria, caratterizzato da un contenuto di idrogeno molto più basso e da un contenuto di azoto e anidride carbonica molto più elevato (formato a seguito di reazioni chimiche da ammoniaca e idrocarburi).
Ossigeno nell'atmosfera
La composizione dell'atmosfera iniziò a cambiare radicalmente con la comparsa degli organismi viventi sulla Terra, a seguito della fotosintesi, accompagnata dal rilascio di ossigeno e dall'assorbimento di anidride carbonica.
Inizialmente, l'ossigeno veniva speso per l'ossidazione dei composti ridotti: ammoniaca, idrocarburi, forma ferrosa del ferro contenuta negli oceani, ecc.
Alla fine di questa fase, il contenuto di ossigeno inl'atmosfera cominciò a crescere. A poco a poco, si è formata un'atmosfera moderna con proprietà ossidanti. Poiché ciò ha causato cambiamenti gravi e improvvisi in molti processi che si verificano nell'atmosfera, nella litosfera e nella biosfera, questo evento è stato chiamato la catastrofe dell'ossigeno.
Perché l'ossigeno sta scomparendo dall'atmosfera?
Si è scoperto che durante questo periodo dalla Terrac'è una perdita di ossigeno abbastanza stabile a una velocità di circa 8,4 ppm per milione di anni. In particolare, negli ultimi 800mila anni, l'atmosfera nell'atmosfera è diventata circa lo 0,7% in meno di ossigeno.
Il diagramma a sinistra mostra quanto sia diversorisultati della modellizzazione scientifica del rapporto atmosferico O2 / N2 e della pressione parziale. Il diagramma a destra mostra la variazione della pressione parziale sulla base dei risultati della misurazione delle bolle d'aria nelle carote di ghiaccio per 800 mila anni.
Ridurre la quantità di ossigeno nell’atmosferaavviene piuttosto lentamente. Probabilmente non minaccerà la vita umana per milioni di anni. Ma le informazioni sulla natura di tali cicli sono molto importanti per la scienza.
Devi sapere sotto l'influenza di quali fattorisono in atto dei cambiamenti. Queste informazioni possono essere utilizzate, tra le altre cose, durante la terraformazione di Marte, quando le persone iniziano a popolare il Pianeta Rosso. Probabilmente dovremo aumentare la quantità di ossigeno nell'atmosfera marziana.
Perché l'ossigeno sta scomparendo?
Gli scienziati non sono ancora giunti a un consenso sul motivo per cui l'atmosfera terrestre sta lentamente perdendo ossigeno. Ci sono due ipotesi.
- Aumentando il tasso di erosione, che rimuove più roccia dal suolo, che si ossida e lega più ossigeno.
- Cambiamento del clima.Le temperature sono diminuite leggermente negli ultimi milioni di anni, nonostante i forti aumenti negli ultimi decenni. A causa della diminuzione della temperatura, potrebbe essere iniziata una catena di reazioni ecologiche, a seguito della quale più ossigeno ha iniziato a dissolversi e legarsi negli oceani.
L'ossigeno scomparirà completamente?
Sì, almeno questa è la conclusione a cui è giunto uno scienziato giapponese della Toho University Kazumi Ozaki e il suo collega americano Christopher Reinhard del Georgia Institute of Technology.
Gli esperti hanno modellato l'evoluzione dell'atmosferail nostro pianeta, tenendo conto di fattori geologici, biologici e climatici. Di conseguenza, hanno scoperto che l'atmosfera terrestre rimarrà relativamente stabile per circa un miliardo di anni, dopodiché, in poche migliaia di anni, diventerà praticamente priva di ossigeno.
Secondo gli scienziati, la causa del disastro saràconsistono nell'aumentata attività del Sole, a causa della quale diminuirà il contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera. Quando questo indicatore raggiunge un punto critico, il processo di fotosintesi verrà interrotto sul pianeta e l'ossigeno cesserà di entrare nell'atmosfera.
La biosfera non avrà il tempo di adattarsi a cambiamenti ambientali così significativi. Il mondo dei microbi anaerobici primitivi, che oggi si nasconde nell'ombra, prevarrà di nuovo.
Conclusione degli autori del lavoro
Come sarà la Terra senza ossigeno?
Questo stato di cose esisteva già sul nostro pianeta prima della catastrofe dell'ossigeno.
L'esatta composizione dell'atmosfera primaria della Terra suoggi è sconosciuto, tuttavia, di regola, gli scienziati ritengono che si sia formato a seguito del degassamento del mantello ed fosse di natura rigenerativa. Era a base di anidride carbonica, idrogeno solforato, ammoniaca, metano. Ciò è evidenziato da:
- depositi non ossidati che si sono formati chiaramente sulla superficie (ad esempio, ciottoli di fiume di pirite non resistenti all'ossigeno);
- mancanza di fonti significative note di ossigeno e altri ossidanti;
- studio delle potenziali sorgenti dell'atmosfera primaria (gas vulcanici, composizione di altri corpi celesti).
Poiché la stragrande maggioranza degli organismiil tempo era anaerobico, incapace di esistere a concentrazioni significative di ossigeno, si è verificato un cambiamento globale delle comunità: le comunità anaerobiche sono state sostituite da quelle aerobiche, precedentemente limitate solo alle “sacche di ossigeno”. Le comunità anaerobiche, al contrario, furono spinte in “sacche anaerobiche” (in senso figurato, “la biosfera capovolta”).
In futuro, la presenza di ossigeno molecolare inl'atmosfera ha portato alla formazione di uno schermo di ozono, che ha notevolmente ampliato i confini della biosfera, e alla diffusione di una respirazione di ossigeno più energeticamente favorevole (rispetto all'anaerobica).
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